CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Sự ảnh hưởng của nuôi trồng thủy sản tới môi trường nước 1. Trên thế giới Nghề nuôi trồng thủy sản trên thế giới đã được bắt đầu từ khoảng 500 năm trước công nguyên tại Trung Quốc với loài cá được nuôi đầu tiên là cá chép (Cyprinus carpio).
Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của nghề nuôi trồng thủy sản được bắt đầu từ những năm thập niên 1970 với tốc độ tăng trưởng hàng năm về sản lượng là 3,9%. Hiện nay, nghề nuôi trồng thủy sản vẫn liên tục tăng trưởng mạnh và tập trung phần lớn vào các nước trong khu vực Châu Á. Năm 2006, tổng sản lượng nuôi trồng thủy sản thế giới là 51 triệu tấn và sản lượng khai thác là 92 triệu tấn, đạt tốc độ tăng trưởng hàng năm về sản lượng là 36%. Trong đó, Trung Quốc chiếm 66,7% tổng sản lượng nuôi, các nước Châu Á khác chiếm 22,8%, và các nước khác còn lại ở Châu Âu, Châu Mỹ, Úc,… chiếm 10,5% [11], [32].
Bên cạnh những lợi ích kinh tế, nuôi trồng thủy sản còn gây ra những vấn đề môi trường nghiêm trọng. Trong đó, ô nhiễm môi trường nước và suy thoái rừng ngập mặn là hai vấn đề được các nước nuôi trồng thủy sản chú ý quan tâm [26]. Mức độ ô nhiễm từ nuôi trồng thủy sản phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm của hệ thống nuôi trồng, vào loài được nuôi và còn phụ thuộc vào chất lượng thức ăn và cách quản lý [39]. Các chất ô nhiễm chủ yếu là các chất dinh dưỡng dưới dạng nito và photpho, các chất rắng lơ lửng, các chất hóa học để trị bệnh cho tôm cá và các chất hóa học để trừ mầm bệnh [33].
Các chất ô nhiễm này tăng dần theo thời gian nuôi gây biến đổi các thông số môi trường nước như COD, BOD, DO, TSS, nito, photpho gây ảnh hưởng tới thủy sinh vật nuôi trong hồ [26]. Trung Quốc là quốc gia xuất khẩu thủy sản hàng đầu thế giới. Tuy nhiên, hiện nay nhiều khu vực nuôi trồng thủy sản đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Hồ Taihu là một trong ba hồ nước ngọt lớn nhất ở Trung Quốc, với diện tích khoảng 2338 km2.
Khu vực phía đông của hồ Taihu được sử dụng cho nuôi trồng thủy sản với hình thức chủ yếu là nuôi cá lồng. Khu vực đông nam của hồ có thực vật phát triển, diện tích khoảng 131 km2. Tại đây 2833 km2 được sử dụng cho nuôi trồng 4 Luan van thủy sản [40]. Sau một năm nuôi cá, sự đa dạng của các động, thực vật nổi tăng gấp 3 lần so với khu vực không nuôi cá, và sự đa dạng của các dạng vi khuẩn tăng gấp 3-4 lần [40].
Tổng lượng cacbon hữu cơ, tổng nito, và tổng nitrogen hữu cơ trong lớp bùn lắng tăng tương ứng là 141%, 87,5%, và 86% sau 2 năm nuôi cá [41]. Từ năm 1984 đến năm 1993, cá và cua là sản phẩm nuôi trồng thủy sản ở phía đông hồ Taihu với sản lượng là 11,165 tấn cá và 109 tấn cua. Lượng nitrogen và phosphorous tống vào hồ này lần lượt là 1,634 tấn và 166 tấn. So sánh với những khu vực không nuôi trồng thủy sản trong hồ, lượng N-NH4+ và phosphorous thải vào khu vực này tăng lên tương ứng là 55% và 46%.
Trong toàn hồ Taihu năm 1993, lượng nitrogen, N-NH4+, phosphorous và COD tăng lần lượt là 55%, 180%, 43% và 91% so với năm 1983 [40]. Từ năm 1990 đến 2004, lượng nitrogen tổng số, N-NH4+, và COD tăng lần lượt là 38,8%, 70,8% và 16%. Nuôi trồng thủy sản tại hồ Taihu làm gia tăng lượng chất dinh dưỡng trong nước và bùn, đây là những yếu tố gây nên sự thếu oxi và sự bồi lắng trong hồ. Tại hồ chưa nước Dahonghu ở khu vực phía đông nam Trung Quốc, hồ có tổng diện tích khoảng 40 km2 [42].
Hình thức nuôi trồng thủy sản chính trong hồ là nuôi lồng. Các lồng nuôi trong hồ chứa Dahonghu làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng, gây nên sự thiếu oxi trong nước. Tổng lượng nitrogen và tổng lượng phosphorus trong nước tại khu vực lồng nuôi tăng đáng kể so với nước tại những khu vực không thả lồng nuôi. Bên cạnh đó, trong lớp bùn bên dưới lồng, lượng nitrogen tổng số và phosphorous tổng số lần lượt là 681mg/l và 30,7 mg/l, cao hơn đáng kể so với những khu vực không nuôi.
Như vậy, tác động chính của hình thức nuôi trồng thủy sản dạng lồng là tăng cường sự thả vào lượng nitrogen, photphorus và vật chất hữu cơ nó làm giàu lượng dinh dưỡng trong nước là lớp bùn đáy. Sự ô nhiễm môi trường nước do nuôi trồng thủy sản tại Trung Quốc không phải chỉ có ở các hồ nước ngọt. Tại các ao hồ nước lợ, nước mặn nuôi trồng thủy sản, tình trạng ô nhiễm cũng diễn ra nghiêm trọng. Xung quanh khu vực quanh biển Bohai và biển Yellow một lượng lớn chất ô nhiễm được tạo ra do hoạt động nuôi tôm và nuôi cá tại các ao quanh khu vực này.
Cui et al.(2005) xác định trong năm 2002 lượng chất ô nhiễm được tạo bởi các hoạt động nuôi tôm ở Yellow sea và Bohai sea với tổng diện tích là 180833 hm2 là 141,91x109 5 Luan van m3 .Trong đó, có 1334,8 tấn nito, 183,8 tấn photpho, 28847,5 tấn BOD được thải ra. Cũng tại khu vực này năm 2002, lượng nito, photpho, BOD thải vào môi trường do hoạt động nuôi cá lần lượt là 2082 tấn, 376 tấn và 5056 tấn [42]. Tovar et al.(2002) xác định, cứ 1 tấn cá được tạo ra có thể thải xuống biển 34,61 kg BOD, 14,25 kg nitor, 2,57 kg photpho. Hình thức nuôi thủy sản bằng lồng ở biển khá phổ biển ở Trung Quốc.
Nhưng hệ thông lớn nuôi trồng thủy sản bằng lồng gây gia tăng nhanh chóng lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng giải phóng vào trong môi trường nước khu vực ven bờ. Hàm lượng chất hữu cở trong bùn ở khu vực các lồng nuôi tai Dapeng’ao Bay (dry weight) tăng từ 1,56% đến 3,05% trung bình là 2,57 % , và rõ ràng cao hơn giá trị bình thường ở trong bùn dọc theo nước ven bở biển Trung Quốc (1,0%-1,5% lần) và vượt tiêu chuẩn quốc gia (2,0%) [44], [33]. Chất lượng và khối lượng nước thải ra từ các trang trại nuôi tôm biển đã được nghiên cứu toàn diện ở Thái Lan. Năm 1993, Bộ Thủy Sản (Songsangjinda and Tunvilai 1993) đã công bố tải lượng ô nhiễm từ một hoạt động nuôi tôm hùm ở hệ thống nuôi tôm biển khơi tại một tỉnh phía nam của Thái Lan, gồm có tổng lượng nitrogen 2,02kg/ha/ngày, tổng lượng chất rắn lơ lửng là 532,2kg/ha/ngày.
Những nghiên cứu ở Chantaburi provin (eastern part of Thailand) được chỉ đạo bởi Tookwinas et al 1995. Lượng nước thải ra là 67400 tấn/ha/mùa, với tổng lượng nitrogen là 5,1kg/ha/mùa, tổng lượng cacbon hữu cơ là 89,6 kg/ha/mùa và BOD là 1821 kg/ha/mùa. Với lượng chất thải lớn đã gây ra ô nhiễm nhiều thủy vực trong tỉnh Chantaburi [44]. Cũng theo báo cáo của Tookvinas et al, (1995), khu vực Kungkrabaen Bay, tỉnh Chantaburi lượng nước thải từ các trang trại nuôi tôm thả xuống vịnh này trong suốt năm 1995 là khoảng 16697 tấn/ao (ao rộng khoảng 2479 m2).
Nước thải này bao gồm BOD và tổng nitrogen amonia lần lượt vào khoảng 5989kg/năm và 3479 kg/năm (3479kg/yr). Nghiên cứu của Songsangjinda and Tunvilai, et al, (1993) đưa ra, trong mỗi kg bùn ở các ao nuôi tôm sau khi thu hoạch có chứa 13,6mg hidro sunfua, 45,9mg nitrogen amonia, 1,2mg orthophosphate, và 16,0 % chất hữu cơ. Khi bùn được dẫn trực tiếp tới những nguồn nước tiếp nhận, nó có thể là nguyên nhân quan trọng tác động đến môi trường, nguyên nhân làm giàu 6 Luan van chất dinh dưỡng cho các nguồn nước tự nhiên, làm gia tăng thực vật nổi có hoa và thiếu hụt oxi [34]. Taal lake là một hồ lớn của Philippines.
Trong hồ có ba khu vực được sử dụng để nuôi cá lồng là khu vực Balakilong, Bañaga, Gonzales. Theo kết quả nghiên cứu của Arnold V. Hallare, Patrica Ann Factor, Erica Katrina Santos, and Henner Hollert et al, (2009) về chất lượng nước tại ba khu vực này cho thấy, cả ba khu vực, hàm lượng nitrogen tổng số trong lớp bùn đáy vượt mức cho phép nhiều lần (Balakilong là 404,2 ppm; Bañaga là 239,1 ppm; Gonzales là 47,12 ppm). Chính việc nuôi cá lồng trong hồ Taal là nguyên nhân làm hàm lượng nitrogen tăng lên trong hồ [35].
Một nghiên cứu vê sự ô nhiễm nước ngầm do hoạt động nuôi trồng thủy sản của Ramesh Reddy Putheti, R N Okigbo, Madhusoodan sai Advanapu and Radha Leburu, et al, (2008) tại vùng Nellore district, Andhrapradesh, India. Nghiên cứu tiến hành lấy mẫu và xác định các thông số lý hóa của nước ngầm trong khu vực nuôi tôm (khoảng 52 km) từ Vijayawada tới Madras dọc theo phía đông bờ biển Andhrapradesh. Kết quả, 35% số mẫu có pH vượt quá tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng nước uông cho phép. BOD tại một số khu vực lên tới 32 mg/l chứng tỏ sự ô nhiễm nhẹ các chất hữu cơ từ hoạt động nuôi trồng thủy sản.
COD dao động từ 19 đến 172 mg/l, chứng tỏ sự tác động của hàm lượng chất hữu cơ cao trong nước biển [36]. Tại một số quốc gia Mỹ Latin, nghiên cứu tác động môi trường của nuôi tôm công nghiệp đã được chú ý ở Ecuador và Honduras. Tại hai quốc gia này, những nghiên cứu đã chứng minh hầu hết những vấn đề môi trường quan trọng đều liên quan tới sự suy giảm của các hệ sinh thái rừng ngập mặn, ô nhiễm môi trường nước, sự suy giảm của chất lượng nước, sự biến đổi của các hệ sinh thái ven bờ. Nguyên nhân chính cho các vấn đề trên chủ yếu liên quan tới các hoạt động nuôi trồng thủy sản [46].
Tại Mexico, những rắc rối về môi trường liên quan với sự phát triển của công nghiệp là vấn đề nổi cộm ở Sinaloa, Sonora, và Nayarit, nơi mà tập trung cao nhất 7 Luan van các trang trại tôm. Sự phát triển nhanh chóng số lượng trang trại tôm đang gây tác động tới các hệ sinh thái ven bờ và cuộc sống của các cộng đồng nông thôn ở đây phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên được cung cấp bởi các hệ sinh thái này [37]. Không chỉ có ô nhiễm môi trường nước, nuôi trồng thủy sản còn là nguyên nhân làm suy thoái nghiêm trọng nhiều hệ sinh thái rừng ngập mặn. Trong lịch sử, ước tính hơn một nửa diện tích rừng ngập mặn đã bị phá hủy [47].
Các rừng ngập mặn ban đầu đã được sử dụng cho các trang trại tôm trong các thập kỷ, nhưng với sự mở rộng việc nuôi tôm thương mại và việc hoàn thành phá hủy các cánh rừng theo nhu cầu, dẫn đến các hệ sinh thái ngập mặn nhanh chóng bị mất. Theo báo cáo của Valiela et al.